電纜拉管方法及技術(shù)措施

1、2.23、電纜拉管方法及技術(shù)措施1、工藝原理導(dǎo)向鉆進(jìn)非開挖鋪管技術(shù)是利用地表放置的鉆機、隨鉆測量儀 器以及有關(guān)鉆具，沿欲鋪設(shè)管線設(shè)計軌跡鉆成一個先導(dǎo)孔，然 后回拉擴孔，將孔徑擴大到鋪管要求的口徑，并將管線同步或 分步拉入，以實現(xiàn)不開挖鋪管的施工技術(shù)。該技術(shù)的關(guān)鍵部分 是先導(dǎo)孔鉆進(jìn)技術(shù)， 它是利用放置在鉆頭內(nèi)部的探頭發(fā)射信號， 導(dǎo)向儀器可隨時測出鉆頭位置、深度、頂角、工具面向角等參 數(shù)，與鉆機配合及時調(diào)整鉆孔方向， 實現(xiàn)有目標(biāo)的引導(dǎo)式鉆進(jìn)， 即導(dǎo)向鉆進(jìn)。導(dǎo)向鉆進(jìn)中采用了帶斜面的非對稱式鉆頭，當(dāng)回 轉(zhuǎn)和給進(jìn)同時進(jìn)行時，鉆孔呈直線延伸；當(dāng)只給進(jìn)不回轉(zhuǎn)時， 受斜面反力的作用，鉆孔沿斜面法線的反方向延伸

2、。因此，鉆 機操作人員可根據(jù)測出的鉆機參數(shù)判斷鉆頭位置與設(shè)計軌跡的 偏差，并隨時進(jìn)行調(diào)整，確保鉆孔沿設(shè)計軌跡前進(jìn)。導(dǎo)向鉆進(jìn)非開挖鋪管技術(shù)最顯著的特點是鋪管精度高、施工距 離長，尤其是在城市管網(wǎng)極為復(fù)雜的地區(qū)，可精確控制要鋪管 線位置，可以避免損壞其它地下設(shè)施，同時也可以保直鉆進(jìn)鋪 設(shè)鋼管，用于管棚支護(hù)水平降水等工程施工。2、機具與配套儀器導(dǎo)向鉆進(jìn)非開挖鋪管施工用的鉆具、儀器、設(shè)備主要有：導(dǎo)向 鉆具、鉆桿、反向擴孔鉆頭、分動器、鉆井液等等，其工作特 性分述如下：2.1、導(dǎo)向鉆具導(dǎo)向鉆具用來成孔和變向，成孔是以高壓水射流和切削作用共同完成的，變向是由非對稱鉆頭、鉆機、儀器的相互配合來實現(xiàn)的。變向曲

3、率的大小與地層、鉆頭斜面角度、給進(jìn)力大小、高壓射流流速、壓力、鉆桿柔性等有關(guān)，一般情況 50mm鉆桿的最小曲率半徑為30m,如果條件許可，盡可能增加曲率半徑，使鉆孔平緩，以 便減少拉管阻力，降低孔內(nèi)事故率。導(dǎo)向鉆具是由切削斜掌和探頭盒組成。切削斜掌上鑲有硬質(zhì)合金，用于破碎土層，形成鉆孔。探頭盒用來放置探頭，探頭盒上開有信號發(fā)射窗口，并用非金屬材料密封，以防高壓流體進(jìn)入探頭室。另外，探頭盒具有一定 的強度和輸送高壓流體的通道。2.2、鉆桿鉆桿是導(dǎo)向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)的關(guān)鍵部分之一，它具有高強度、高彈性、耐高壓等基本特性。在反向擴孔回拉工作管線時，鉆桿承受較大的拉力和扭矩，同時鉆桿是在彎曲和回轉(zhuǎn)狀態(tài)下工

4、作，因此鉆桿的材料選擇、熱處理工藝以及絲扣設(shè)計加工都要求比較嚴(yán)格，應(yīng)具有高的抗疲勞強度。在導(dǎo)孔鉆進(jìn)中，鉆孔可能是曲線或直線不斷變化，因此鉆桿應(yīng)具有高的彈性和韌性。另外，鉆桿也是輸送高壓流體的通道，因此鉆桿連接部位必須具有可靠的密封性。2.3、反向擴孔鉆頭反向擴孔鉆頭用來擴大導(dǎo)孔，便于拉管。不同地層及不 同工作管徑，應(yīng)有不同結(jié)構(gòu)形式的反擴鉆頭。例如用于 含石塊土層的流線型鉆頭具有如下特點：反螺旋切削刃，導(dǎo)流效果好，便于排屑。流線性錐面，回轉(zhuǎn)阻力小，卡鉆機會少。流線性錐面可將磚塊、石塊之類硬物不經(jīng)破碎壓入周 圍土層。2.4、分動器分動器放置在反擴鉆頭之后和將要拉入的工作管之前，可實現(xiàn)反擴鉆頭旋轉(zhuǎn)，

5、拉入的工作管不回轉(zhuǎn)。2.5、導(dǎo)向儀器導(dǎo)向儀器用來測量地下管線，控制鉆孔方向，它由探頭、 接收器、同步顯示器、發(fā)射機四部分組成。2.6、鉆機我公司的導(dǎo)向鉆進(jìn)非開挖鋪管的鉆機為全液壓動力頭式鉆機。型號動力頭轉(zhuǎn)速（rpm）回轉(zhuǎn)扭矩（N.m）給進(jìn)力（kN）回拉力（kN）動力頭仃程（m入射角（度）ZT-250-10055001503003.58-202.7、鉆井液鉆井液是由水和膨潤土（高質(zhì)量粘土）級成的一種懸浮 液。當(dāng)需要時，也可以加入某些天然添加劑改善鉆井液性能。其作用是： 通過噴射實現(xiàn)水力切削 為井底鉆桿傳遞能量 潤滑切削頭并沖洗管柱 通過環(huán)狀間隙把鉆屑從孔中輸送到地面 穩(wěn)定鉆孔，防止垮塌 形成泥皮

6、以避免鉆井液失水干膨潤土粉的比重約為2.3克/升，加量6%溶液的PH值在 8-9 之間。在鉆進(jìn)過程中，應(yīng)注意監(jiān)控和維持諸如粘度、飽和度這些技術(shù)參數(shù)。當(dāng)工程情況變化時，這些參 數(shù)可以按需要進(jìn)行調(diào)整。鉆井液在專用的攪拌池中配制。從鉆孔中返回的泥漿需要經(jīng)泥漿清潔設(shè)備處理后，再送回泥漿池，與新鮮泥漿混合后再使用。鉆屑對鉆井液固含量的增加，應(yīng)始終控 制在 30%以下，只有這樣才能保證鉆孔不被沉淀物堵塞。3、施工方法 導(dǎo)向鉆進(jìn)非開挖鋪設(shè)地下管線施工技術(shù)主要包括導(dǎo)向孔施工和擴 孔及鋪管施工技術(shù)，其中關(guān)鍵技術(shù)是導(dǎo)向孔的設(shè)計和施工，導(dǎo)向 孔的設(shè)計和施工受許多因素的制約，最主要的有施工現(xiàn)場地表和 地下情況。地面情

7、況包括地形、地貌以及，周圍建筑物、道路、 河流等，地下情況包括地下原有公用管線、地下水位、地層、土 壤情況等。因此，在導(dǎo)向孔設(shè)計和施工之前必須有詳細(xì)的現(xiàn)場勘察資料導(dǎo)向鉆進(jìn)非開挖鋪管工程施工主要過程為：勘察現(xiàn)場導(dǎo)向孔軌跡設(shè)計施工前準(zhǔn)備導(dǎo)向孔施工反拉擴孔及鋪管施工竣工 資料編寫3.1、現(xiàn)場勘察現(xiàn)場勘察資料一方面是導(dǎo)向孔軌跡設(shè)計的重要依據(jù)，另一方 面也是決定施工難易程度、計算工程造價的基礎(chǔ)。現(xiàn)場勘察 包括地表測量和地下勘察兩部分，勘察資料必須精確、可靠 并將勘察結(jié)果反映在施工剖面圖和平面圖上。 地表測量地表測量主要是根據(jù)市政管理部門提供的審批路線，對管線 工程周圍地形進(jìn)行測量，先按施工區(qū)域地形及路線

8、范圍初步 定出鉆孔中線和地表走向，測量中心線地面的標(biāo)高或相對高 度，根據(jù)要求的鋪管深度初步確定導(dǎo)向孔造斜長度、入射點 位置、鋪管長度、下管位置。另外還應(yīng)考慮施工用的鉆機、 泵站以及下管用吊車等設(shè)備放置操作所占用的場地和空間， 測量河道周圍地形地貌以及水流緩急情況，結(jié)果標(biāo)注在施工 平面圖上。 地下勘察 地下勘察包括地下原有管線及設(shè)備的勘查和土壤的勘查。（1）、有管線及設(shè)施勘查對于穿越城市街道尤為重要。 街道兩側(cè)地下往往有污水管、自來水管、高壓電纜、通信 電纜、熱力管線等，有時縱橫交錯，有些地方甚至還 有基礎(chǔ)或人防工程等。導(dǎo)向孔設(shè)計時都應(yīng)避開這些設(shè) 施，并保持距這些設(shè)施一定的安全距離。這些設(shè)施的

9、位置和走向應(yīng)標(biāo)注在施工剖面圖和平面圖上。了解相 關(guān)部門的管線檔案資料、 查找現(xiàn)場原有的井蓋等標(biāo)志、 測量管線深度將有助于確定管線的準(zhǔn)確位置。對于金 屬管線或電纜線可用管線儀對其進(jìn)一步驗證。（2） 、壤調(diào)查對于工程十分重要。 對水平定向鉆進(jìn)穿越土 壤的調(diào)查，包括調(diào)查鉆進(jìn)技術(shù)、土壤力學(xué)參數(shù)及對顆 粒尺寸分布曲線的分析。土壤調(diào)查的目的是為了獲得 土層的全面的詳細(xì)資料、不同土層之間的邊界位置和 特殊物理性能。所有的調(diào)查應(yīng)遵循 DIN 18319規(guī)定。3.2、導(dǎo)向孔軌跡的設(shè)計 導(dǎo)向孔軌跡設(shè)計是在管線剖面圖的基礎(chǔ)上，設(shè)計出鉆孔的最 佳曲線。 一般原則是離開現(xiàn)在管線越遠(yuǎn)越好， 離開壓力管線、 電力管線、 光

10、纜越遠(yuǎn)越好； 將鉆機放置在有風(fēng)險管線的一側(cè)； 鉆孔曲線越簡單越好；弧型部分曲率半徑越大越好。 下面介紹鉆孔軌跡角度值的取得原則。 入土角和出土角應(yīng)分別在 6°至 15°之間（取決于欲鋪設(shè)的 工作管直徑等）。 所鋪管的允許最小彎曲半徑可以用下列公式計算。然而，為 了易于鋪管，最小彎曲半徑應(yīng)盡可能大。Rmin二206 - DA - S/K (m)Rmin最小彎曲半徑（m）206常數(shù)（Nm/mm2）DA管子的外徑 （mm）S安全系數(shù)K管子的屈服極限（N/mm2）入土點或出土點與欲穿越的最近障礙物之間的距離（例如道 路、溝渠等）至少應(yīng)為 5m。與水體的最小距離至少應(yīng)為 56m，以保

11、證不發(fā)生泥漿噴 涌。 出于鉆進(jìn)技術(shù)考慮，第一段和最后一段鉆桿軌跡應(yīng)是直 線狀的，即沒有垂直彎曲和水平彎曲，這兩段個別桿軌跡的 長度各自至少應(yīng)為 5 米。對入土點與出土點有高差的情況，應(yīng)專門另作考慮。3.3、施工前準(zhǔn)備施工前準(zhǔn)備包括施工組織和施工人員培訓(xùn)。施工組織設(shè)計的 內(nèi)容應(yīng)包括工程概況、施工技術(shù)方案、施工進(jìn)度計劃和施工 圖說明、質(zhì)量目標(biāo)、安全措施、人員安排等等；施工導(dǎo)向孔 是一項技術(shù)性很強的工作，施工前除對施工人員進(jìn)行一般性 技術(shù)培訓(xùn)外，最重要的是對司鉆和使用導(dǎo)向儀的工作人員進(jìn) 行培訓(xùn)。為保證施工的順利進(jìn)行，安全知識也必須列為培訓(xùn) 的一項重要內(nèi)容。3.4、現(xiàn)場準(zhǔn)備 與傳統(tǒng)的鋪管方法完全不同，

12、水平定向鉆進(jìn)只需要很小的施工場地。場地大小取決于鉆進(jìn)長度、工作管直徑和所鉆地層情況。水平定向鉆進(jìn)穿越工程需要兩個分離的工作場地：設(shè) 備場地（鉆機的工作區(qū)）和工作管場地（與設(shè)備場地相對的 鉆孔出土點工作區(qū)）。（1）、 設(shè)備場地對于本穿越工程來說，設(shè)備的工作場地約為15X 15m,但安裝鉆機的地基必須平整、堅實，必要時應(yīng)用混凝土對鉆機前支點處的地基進(jìn)行加固。安裝鉆機時應(yīng)保證鉆機導(dǎo)軌中線和設(shè)計導(dǎo)向孔軌跡在同一垂直面上，導(dǎo)軌和水平面夾角與設(shè)計的入射角一致，機上鉆桿與 地面交點在設(shè)計的入地點上。（2）、工作管場地管柱的工作場地一般應(yīng)離出土點約 10m左右，而寬度 約為5 10m。在穿越工程設(shè)計時，應(yīng)盡量

13、設(shè)法將欲安 裝的管線做到以全長度一次拉入，并盡可能避免水平 方向的彎曲。3.5、導(dǎo)向孔施工 導(dǎo)向孔軌跡是直線和曲線連接而成，鉆具回轉(zhuǎn)和給進(jìn)同時進(jìn) 行時，鉆頭直線前進(jìn)。當(dāng)不回轉(zhuǎn)只給進(jìn)時，鉆頭沿斜掌面法 線方向前進(jìn)。由于鉆頭是靠土層對造斜面的反作用力而使鉆 孔變向，故地層愈硬，造斜效果愈好；地層愈軟，造斜效果 愈差；當(dāng)鉆頭前方為空洞時，將不能造斜。另外，給進(jìn)速度 對造斜效果也有影響，斜掌面的大小也會影響造斜效果。導(dǎo)向鉆進(jìn)中應(yīng)使鉆孔實際軌跡盡可能接近設(shè)計軌跡。實鉆中 不可避免地會發(fā)生偏設(shè)計軌跡的情況，一般采用以深度控制 為主，頂角控制為輔的方法來糾正鉆孔偏差。以深度控制為 主，就是當(dāng)實際鉆頭濃度大于

14、或小于該點設(shè)計深度時，不管 鉆頭傾角如何時，進(jìn)行造斜鉆進(jìn)，使深度偏差縮小。3.6、反拉擴孔施工導(dǎo)孔完成后，取下導(dǎo)向鉆頭，接上反擴鉆頭、分動器即可進(jìn) 行回拉擴孔。擴孔時應(yīng)視地層的不同選擇不同類型的反擴鉆 頭，同時根據(jù)地層情況，選擇泥漿配方。一般情況下，地層 粘質(zhì)成份多，可用清水和刮刀鉆頭擴孔，自然造漿保持孔壁 穩(wěn)定。如果地層砂質(zhì)成份含量高，必須選用優(yōu)質(zhì)泥漿，最好 用鉆井液和鉆液寶進(jìn)行處理，使泥漿達(dá)到一定粘度，低的失 水量，同時能抑制地層土體的分散，保持孔壁穩(wěn)定。根據(jù)鋪 管直徑的大小逐級進(jìn)行擴孔，擴孔最大直徑為 500mm。3.7、拉管施工PE管焊縫和管道強度檢驗合格后，即可進(jìn)入拉管施工。首先 用

15、現(xiàn)場制作的“ PE管封套”將管頭密封，然后在管頭后端接 上回擴頭，管后接上分動器進(jìn)行接管，將管子回接到工作井 后，卸下回擴頭、分動器、取出剩余鉆桿，堵上封堵頭。 施工時，拉管機操作人員要根據(jù)設(shè)備數(shù)據(jù)均勻平穩(wěn)的牽引管 道，切不可生拉硬拽。4、電纜敷設(shè)工序施工祥備4.1、場地布置，器具安裝4腳手橋架?電纜井場地布置完成后，對電纜端敷設(shè)設(shè)備安裝，對牽引端卷揚機等設(shè)備安裝。4.2、檢查管道、清理（1）、金屬導(dǎo)管嚴(yán)禁熔焊連接；管口平整光滑，無毛刺。（2）、檢查管道內(nèi)是否有雜物，可在敷設(shè)電纜前，應(yīng)將雜物清理干凈。（3）、通道清理如下圖所示的，通管器直徑應(yīng)比電纜外徑大1. 2倍，長度不小于400 mm。通管

16、器通過管道清理了 管內(nèi)雜物和垃圾，應(yīng)來回幾次對管道進(jìn)行清理。圖5電纜通道清理1鋼繩2旋轉(zhuǎn)器3卸扣4通管器4.3、試牽引經(jīng)過檢查后的管道，可用一段（長約5m）的同樣電纜作模擬 牽引，然后觀察電纜表面，檢查磨損是否屬于許可范圍。4.4、敷設(shè)電纜：（1）、將電纜盤放在電纜入孔井口的外邊，先用安裝有電纜 牽引頭并涂有電纜潤滑油的鋼絲繩與電纜一端連接， 鋼絲繩的另一端穿過電纜管道，拖拉電纜力量要均勻， 檢查電纜牽引過程中有無卡阻現(xiàn)象，如張力過大，應(yīng) 查明原因，問題解決后，繼續(xù)牽引電纜。(2) 、電力電纜應(yīng)單獨穿入一根管孔內(nèi)。同一管孔內(nèi)可穿入3根控制電纜。(3) 、三相或單相單芯電纜不得單獨穿于鋼導(dǎo)管內(nèi)。

17、4.5、電纜掛標(biāo)志牌：(1) 、標(biāo)志牌規(guī)格應(yīng)一致，并有防腐性能，掛裝應(yīng)牢固。(2) 、標(biāo)志牌上應(yīng)注明電纜編號、規(guī)格、型號、電壓等級及起始位置。(3) 、沿電纜管道敷設(shè)的電纜在其兩端、人手孔井內(nèi)應(yīng)掛標(biāo)志牌。5、質(zhì)量控制措施5.1、電纜敷設(shè)在穿越不同防火區(qū)的電纜管道處， 按設(shè)計要求位置, 有防火隔斷措施。5.2、電纜穿管前，應(yīng)清除管內(nèi)雜物和積水。管口應(yīng)有保護(hù)措施，不進(jìn)入接線盒的垂直管口穿入電纜后，管口應(yīng)密封5.3、特殊工序或關(guān)鍵控制點的控制序號特殊工序/關(guān)鍵控制點主要控制方法1電纜型號、規(guī)格與圖紙設(shè)計相符2電纜管密封檢查現(xiàn)場觀察檢查3電纜敷設(shè)檢查最小允許彎曲半徑，嚴(yán)禁絞擰、護(hù)層斷裂等缺陷4電纜絕緣

18、試驗搖表搖測5.4、電纜井支撐(1)、電纜入井支撐電纜經(jīng)較大落差處會產(chǎn)生折彎，弧曲可能超過彎曲半徑，采用下圖所示的滑輪滑板，滑板半徑應(yīng)大于電纜彎曲半徑，鋼質(zhì)滑板表面應(yīng)涂抹潤滑材料。(2)、電纜出進(jìn)口支撐電纜出井口時軸向拉力很大，造成對電纜很大側(cè)壓力，如 果支撐點用普通托輥滑輪，可能超過通過電纜護(hù)層允許側(cè) 壓力。下圖為專用井口滑板，用鋼板制成，縱向，縱向弧 形彎半徑取決于側(cè)壓力大小，而半徑與側(cè)壓力成反比，橫 斷面做成月亮彎的槽道，二端翻口。井口滑板襯墊在電纜 下面，電纜角度合力是滑板與砼面支撐壓力，此時滑板不 會移動，而電纜在光滑的彎槽內(nèi)滑過。5.5、牽引端工作井技術(shù)措施 如下圖所示，該井分兩種工況設(shè)置器具，分別是牽引鋼絲經(jīng) 過工況和電纜經(jīng)過工況，因受力體材質(zhì)不同，采取的支撐方 式也不同。牽引鋼絲繩經(jīng)過井口工況，在支撐處設(shè)置鋼質(zhì)托 輥滑輪，在井口前后，一只滑輪朝下，另一只朝上。電纜經(jīng) 過井口工況，先是仰角彎后是俯角彎，用井口滑板分別在井 口支撐部位襯墊電纜，一只月亮彎朝下，另一只向上。當(dāng)電